苹果霉心病在线检测分选试验平台设计与实现

发布时间：2018-02-28 06:24

本文关键词： 苹果霉心病在线检测试验平台多源信息采集时序控制　出处：《西北农林科技大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：霉心病是一种发病率较高的苹果内部病害,近年来,光谱技术以其高效精准、可用于内部品质检测的优点被广泛应用于果品检测中。现有霉心病无损检测方式中,一类是基于分选生产线上集成全波段光谱仪进行霉心病判别,存在成本高、数据处理复杂等缺点;另一类基于特定波段LED光源的便携式霉心病无损检测设备,存在检测过程复杂、自动化程度低等问题。因此本文针对苹果霉心病在线无损伤、快速、高通量检测的需求,基于与霉心病相关的近红外特征光谱波段为701nm-728nm的已有结论,采用透射检测方式进行苹果霉心病甄别,确立了苹果霉心病在线检测分选试验平台整体设计方案,设计搭建了试验平台机械系统,完成了苹果霉心病在线检测分选试验平台信息采集系统硬件和控制系统的设计,并进行了苹果霉心病在线检测分选实验平台整体性能测试,实现了苹果霉心病多源信息获取、病害检测与实时分选。主要工作及结论如下:(1)苹果霉心病在线检测分选试验平台机械系统设计与实现。针对霉心病在线检测方案设计,结合机械结构设计原理,利用三维软件Creo Parametric 2.0完成了包括在线检测试验平台支架、传动系统、检测模块、称重模块、分选模块等的设计和研制,装配完成了苹果分选试验平台三维模型,加工得到机械实体。(2)苹果霉心病多源信息获取系统硬件设计。针对各信息的在线获取,开展了苹果图像信息、透射光强以及重量信息采集技术研究,设计了各模块信息采集电路,为实现多源信息的实时采集、后期数据处理以及判别模型提供了基础。(3)基于总线的苹果霉心病在线检测分选试验平台协同时序控制系统设计。通过在各功能模块前设有红外对射的方式,获取系统运行时序,实现苹果位置实时追踪。根据控制系统软件功能要求,分别设计图像、透射光强度、重量信息采集控制系统软件。对于图像信息的采集,采用双摄像头获取苹果图像并通过总线传输的方式将图像信息上传至上层平台;对于透射光强度的采集,基于自主设计的窄带LED光源,采用自动对靶技术实现透射光路完全正向穿透心部,保证透射光强采集精准度,最终将采集得到的透射光强度信息上传至上层平台;对于重量信息的采集,自主设计传送式称重台对其进行重量测量,数据可通过串口经由处理器对数据进行处理上传至上层平台进行保存;最后分选模块根据苹果等级信息,完成分选。(4)苹果霉心病在线检测分选试验平台性能测试。根据设计目标及实际应用需求,对在线检测试验平台进行系统测试,主要包括系统运行时间、分选效率测试、霉心病判别准确率、分选成功率和信息采集精度测试。试验结果表明,在线检测分选试验平台检测模块最大运行速度为0.15m/s。考虑到实际生产需要,检测模块运行速度为0.1m/s,重量采集模块运行速度为0.1m/s,分选模块运行速度为0.2m/s,运行时间为22.5s-25s。单个苹果检测时间为1.5s,苹果检测效率可以达到2400个/小时;判别准确率为83.3%,分选整体成功率为98.1%,伺服系统定位精度较高,纵径测量最大相对误差为2.8%,横径测量最大相对误差为2.2%;质量测量最大相对误差为1.7%,精度较高。以上测试均满足在线检测分选试验平台检测的性能指标。
[Abstract]:In this paper , the design and development of an on - line detection and sorting test platform for apple ' s heart disease are designed and developed . ( 3 ) On - line detection and sorting test platform of apple mould heart disease based on bus is designed based on the cooperation sequence control system .

【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP274;S436.611

【参考文献】